Varmepumper: vi varmer os i kulden

Hvad er årsagerne til, at vi ikke kan bruge spildvarme til at opvarme boliger? Ved at bruge eksemplet med varmepumper, som er udbredt i verden, overvejes vanskelighederne med deres implementering i CIS-landene.

For at sikre, at varmepumper eksisterer og fungerer effektivt, behøver du ikke gå langt. Det er nok at besøge køkkenet og se på køleskabet. Der er minusgrader indeni, og en varm varmevekslergrill på bagsiden signalerer en vellykket udvinding af varme fra dine produkter.

Varmepumper omtales ofte som omvendte køleskabe. Denne analogi er ikke helt nøjagtig. De fysiske principper for drift af et køleskab og en varmepumpe er identiske, de adskiller sig kun i design og formål: Køleskabet udvinder varme fra et lukket volumen og "smider" det ud i miljøet. Tværtimod udtrækker varmepumpen lavtemperaturvarme fra det ydre, åbne miljø, og giver det til sidst til rummets lukkede volumen.

Principperne for drift af varmemotorer blev underbygget allerede i første halvdel af 1800-tallet, men køleskabe var mere heldige: behovet for at opbevare mad viste sig at være et mere presserende problem end opvarmning af boliger, især da der ikke var problemer med brændstof i de dage til opvarmning.

For første gang opstod interessen for varmepumper i efterkrigstidens Europa, da ruinen og manglen på basale fornødenheder tvang søgen efter ikke-standardiserede måder at opvarme boliger på. Men den kraftigste drivkraft til forbedring af varmepumper var energikrisen i 1970'erne. Den kraftige stigning i prisen på energiressourcer har gjort det økonomisk rentabelt at bruge lavtemperaturvarmebærere: vand i reservoirer, geotermisk varme, varmt spildevand fra byer.

På det tidspunkt havde industrien allerede udviklet og produceret pålidelige og miljøvenlige systemer til forskellige applikationer: fra lav effekt til individuelle hytter til kraftige varmesystemer til bygningskomplekser.

Varmepumper, der arbejder med en bred vifte af medier (luft, vand, jord) med automatiseret pumpestyring og -styringssystemer er nu tilgængelige på markedet. Men den mest moderne teknologi vil ikke give de ønskede resultater, hvis der begås fejl ved valg af varmepumpens effekt eller ved installation af varmesystemet.

For at gøre dette er det nødvendigt at orientere dig i flere nøglekarakteristika, der bestemmer den effektive drift af en varmepumpe. Den vigtigste af dem er "varmekoefficienten", dvs. forholdet mellem mængden af ​​genereret termisk energi og den forbrugte elektriske energi. For moderne systemer varierer det fra 3,5 til 4.

Og her begynder nuancerne.Producenten angiver denne værdi for varmepumpens mest gunstige driftsform, dvs. for en minimumstemperaturforskel mellem den eksterne varmebærer og varmekredsen. For eksempel ved en ekstern temperatur på 10 grader Celsius (jord i en dybde på 150 m.) og en temperatur på varmekredsløbet på 40 grader (varmt gulv), vil koefficienten virkelig være omkring 4. Men allerede ved 60 grader falder til 2, og ved 80 grader er det lig med 1. V I dette tilfælde er det nemmere og billigere at bruge konventionelle elvarmere eller kedler.

Det andet hovedproblem er beregningen af ​​varmepumpens solfanger (varmeudvindingskredsløb) Afhængig af jordens sammensætning varierer varmeudvindingen fra 10 W/m for sandrør til 35 W/m for våd lerjord. Dette er i tilfælde af vandret placering af opsamleren. For et lodret reservoir er det nødvendigt at kende den geologiske sammensætning af lagene, da det er nødvendigt at bore enten en dyb (mere end 100 m) brønd eller et system af brønde ti meter dybt.

Derfor konklusionen: det er simpelthen umuligt at undvære deltagelse af en specialiseret organisation eller virksomhed, der vil gennemføre en undersøgelse, lave et projekt og bestemme sammensætningen af ​​varmesystemet. En vandret opsamler kræver ingen boring, men at lægge hundredevis af meter rør involverer gravning af det samme antal skyttegrave op til 2,5 meter dybe, så dit velholdte område vil ligne en bombeplads, når arbejdet er udført.

Installationen af ​​en lodret tank vil kræve boring til en dybde på mere end 10 meter, og dette er, ud over forsknings- og designarbejde, forbundet med indhentning af tilladelser fra forskellige organisationer.I dag er jordens undergrund statens ejendom, og det kan over for embedsmænd blive en mere alvorlig hindring end priserne på udstyr og arbejde med indførelse af varmepumper.

Til sidst et estimat på udgiften til varmepumpen med drift. Til en villa med et varmeareal på 200 m2 skal der bruges en varmepumpe med en kapacitet på omkring 18 kWh varmeenergi. Samlerrørene bliver omkring 400 meter lange med en optimistisk varmeafledningshastighed på 50 W/m. Udstyr med en sådan kapacitet fra førende tyske virksomheder koster cirka 6.000-7.000 euro, afhængigt af konfigurationen. Bore- eller gravearbejde - inden for 3000 euro. Tilføj projektet, godkendelserne og få summen af ​​10.000. Dette er et kriterium for at vurdere, om det kan betale sig for en almindelig beboer at installere en varmepumpe i dag, og hvornår det kan betale sig.

For organisationer og virksomheder, der bygger nye lokaler, er det nu muligt at levere varme med varmepumper. Sådanne omkostninger, på baggrund af en kontinuerlig stigning i energitariffer, kan inddrives på 3-5 år. Men for den befolkning, som staten har fastsat præferencetariffer eller subsidierede energiomkostninger for, vil brugen af ​​varmepumper være urentabel i lang tid.